濃香型白酒生產(chǎn)中高粱帶壓蒸煮工藝的研究

羅 杰，張宿義，2，許德富，秦 輝，2，楊 艷，李德林，蔡小波，徐 瓊，康承霞，田 利，王品翔

（1.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州 646000；2.國家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州 646000）

中國白酒是以富含淀粉質(zhì)的糧谷類為原料，以酒曲為發(fā)酵劑，采用固態(tài)、半固態(tài)發(fā)酵，經(jīng)蒸餾、貯存和勾調(diào)而成的含酒精的飲料。中國白酒歷史悠久，種類繁多，到目前為止，已形成十二種香型白酒[1]。改革開放以來，我國白酒行業(yè)研究者們積極開展工藝創(chuàng)新和運用現(xiàn)代技術(shù)成果總結(jié)、完善、提高傳統(tǒng)工藝，加快實現(xiàn)白酒生產(chǎn)的科學(xué)化和現(xiàn)代化。雙輪底發(fā)酵、回酒發(fā)酵、回酒蒸餾、翻沙工藝等生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，帶來了白酒行業(yè)前所未有的發(fā)展，提高了產(chǎn)品質(zhì)量[1-2]。白酒釀造作為我國傳統(tǒng)釀造產(chǎn)業(yè)，如何進一步優(yōu)化釀酒工藝，依靠科學(xué)技術(shù)手段指導(dǎo)新工藝，在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，降低白酒生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)酒率，實現(xiàn)節(jié)能減排等，仍然存在許多重要的技術(shù)問題需要解決。

高粱作為釀酒的主要原料被廣泛應(yīng)用于白酒釀造，傳統(tǒng)的整粒高粱蒸煮破皮一般經(jīng)泡糧、初蒸、燜糧和復(fù)蒸四個工序，泡糧時采用80 ℃以上的熱水淹過糧面20 cm 以上，過程中還需補充熱水，泡糧時間為20～24 h；泡糧結(jié)束后進行初蒸，初蒸時間一般在25～40 min；初蒸結(jié)束后進行燜糧，燜糧采用70 ℃以上熱水淹過糧面20 cm 以上，時間為50～75 min；燜糧結(jié)束后排盡燜糧水后進行復(fù)蒸，復(fù)蒸時間一般為60～150 min。整個蒸煮過程，存在泡糧時間長，蒸煮時間長，蒸汽用量大，勞動強度大，用水量大等問題[3-8]。

傳統(tǒng)濃香型白酒生產(chǎn)一般先將整粒高粱粉碎后應(yīng)用于釀酒生產(chǎn)。本研究中的濃香型白酒以整粒高粱為釀酒原料，經(jīng)高粱預(yù)處理（泡糧、初蒸、燜糧和復(fù)蒸），續(xù)糟配料，大曲生香發(fā)酵，以泥窖為發(fā)酵容器。為了減少整粒高粱的浸泡蒸煮時間，將帶壓浸泡和帶壓蒸煮工藝應(yīng)用到整粒高粱的蒸煮過程中。本試驗對整粒高粱的帶壓蒸煮工藝進行了優(yōu)化研究，確定了整粒高粱的帶壓浸泡、帶壓初蒸、燜糧和帶壓復(fù)蒸的工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：整粒高粱，市購。

儀器設(shè)備：高壓蒸煮鍋、傳統(tǒng)甑桶、電子天平、烘箱、GC-MS儀等。

1.2 實驗方法

1.2.1 操作步驟

使用高壓蒸煮鍋對整粒高粱進行蒸煮破皮工藝研究，包括帶壓泡糧、帶壓初蒸、燜糧和帶壓復(fù)蒸等工序。對各個工序過程的樣品取樣進行水分檢測和感官評判，以水分含量、破皮率、有無生心、有無淀粉溢出為評判指標。

1.2.2 各工藝內(nèi)容

1.2.2.1 浸泡工藝

方式一(傳統(tǒng)工藝)：90 ℃以上熱水浸泡20～24 h；方式二：90 ℃以上熱水淹過糧面20～30 cm，0.05～0.10 MPa 帶壓浸泡10～15 min，關(guān)閉蒸汽繼續(xù)浸泡5～10 min；方式三：90 ℃以上熱水淹過糧面20 cm，0.05～0.10 MPa 帶壓浸泡5～10 min，關(guān)閉蒸汽繼續(xù)浸泡5～10 min；方式四：90 ℃以上熱水淹過糧面20 cm，0.06～0.08 MPa 帶壓浸泡1～5 min，關(guān)閉蒸汽繼續(xù)浸泡5～10 min。

1.2.2.2 初蒸工藝

方式一(傳統(tǒng)工藝)：傳統(tǒng)甑桶0.03～0.05 MPa初蒸60～90 min；方式二：0.14 MPa 初蒸1～5 min；方式三：0.14 MPa初蒸5～10 min；方式四：0.14 MPa初蒸10～15 min。

1.2.2.3 燜糧工藝

方式一(傳統(tǒng)工藝)：70 ℃熱水淹過糧面20～30 cm，燜糧30～50 min；方式二：70 ℃熱水淹過糧面20～30 cm，燜糧10～15 min；方式三：70 ℃熱水淹過糧面20～30 cm，燜糧15～20 min；方式四：70 ℃熱水淹過糧面20～30 cm，燜糧20～25 min。

1.2.2.4 復(fù)蒸工藝

方式一(傳統(tǒng)工藝)：0.03～0.08 MPa 復(fù)蒸30～50 min；方式二：0.03～0.08 MPa 復(fù)蒸10～15min；方式三：0.03～0.08 MPa 復(fù)蒸15～20 min；方式四：0.03～0.08 MPa復(fù)蒸20～25 min。

1.2.3 酒樣色譜分析條件[7]

采用GC-MS 對蒸餾酒樣進行色譜分析，色譜柱型號和色譜分析條件參照《瀘型酒技藝大全》。

1.2.4 水分檢測方法

稱取10.0 g 左右高粱于干燥箱中烘干至恒重的稱量瓶中，準確稱其重量m1，將稱量瓶置于100～105 ℃干燥箱中烘干2 h，取出稱量瓶蓋，放入干燥器中冷卻至室溫，稱重m2，再烘1 h，冷卻稱重，直至恒重為止。

水分計算公式：

其中：m1——稱量瓶和高粱烘前質(zhì)量，g；

m2——稱量瓶和高粱烘后質(zhì)量，g；

m——高粱質(zhì)量g。

2 結(jié)果與分析

2.1 泡糧工藝參數(shù)

泡糧的目的和作用：泡糧時原料吸收水分，淀粉粒間的孔隙被水充滿，淀粉粒之間膨脹，使糧粒在蒸煮時容易透心，達到糊化良好的目的；同時泡糧可除去高粱皮殼中部分單寧和原料中灰沙塵土雜質(zhì)。

泡糧水溫的要求：在一定的溫度范圍內(nèi)，泡糧水溫度越高，糧食吸水愈快；高溫水還可殺滅原料中的微生物，以免泡糧時翻泡；高溫可使糧食的酶鈍化，減少過程中淀粉糖化的損失。

泡糧操作：先加水后下糧，水淹過糧面20～30 cm，保持泡糧水溫一致，糧食受熱均勻，吸水也均勻，將糧粒與水和勻，避免糧粒露出水面。

采用帶壓蒸煮鍋進行帶壓浸泡，與傳統(tǒng)浸泡工藝進行對比分析，確定高粱的最佳浸泡工藝參數(shù)。采用低壓快速浸泡，浸泡壓力應(yīng)大于傳統(tǒng)甑桶壓力（0.03～0.04 MPa），前期實驗設(shè)計帶壓浸泡壓力0.14 MPa、0.12 MPa 和0.10 MPa 進行短時間浸泡后，高粱破皮較多。在設(shè)置浸泡壓力0.05～0.10 MPa 時，高粱的浸泡效果最好，基本無破皮，因此后續(xù)在浸泡壓力0.05～0.10 MPa 條件下進行浸泡工藝優(yōu)化。

表1 高粱浸泡工藝優(yōu)化

對不同浸泡工藝條件下的高粱水分和感官進行對比，確定高粱浸泡工藝為：90 ℃以上熱水淹過糧面20～30 cm，0.05～0.10 MPa 帶壓浸泡1～5 min，關(guān)閉蒸汽繼續(xù)浸泡5～10 min。在該浸泡工藝條件下浸泡后高粱無破皮，水分含量在34%～40%。

2.2 初蒸工藝參數(shù)

初蒸的目的是使高粱整體受熱均勻，起到加熱糧食和部分糊化作用（內(nèi)芯含水，在70 ℃以上發(fā)生糊化），初蒸過程基本不吸水。采用高壓快速初蒸，初蒸壓力設(shè)置0.14 MPa。

對不同初蒸工藝條件下，初蒸后高粱水分及高粱感官進行對比，確定初蒸壓力設(shè)置0.14 MPa，初蒸時間設(shè)置5～10 min 較為適宜，初蒸后感官與傳統(tǒng)工藝的初蒸感官相同。

2.3 燜糧工藝參數(shù)

在蒸糧階段，由于淀粉粒受熱膨脹，逐漸膨化，吸水力增強，破壞了細胞粒間的中間體，增加了吸水速度。在初蒸后加入燜糧水，可使糧食短時間內(nèi)吸收適量水分，使糧粒裂口，一般裂口率可達90%以上，為培菌工作創(chuàng)造有利條件。

燜糧是糧食的二次吸水過程，經(jīng)過初蒸以后的高粱溫度在100 ℃以上，遇到70 ℃左右的燜糧水，高粱粒內(nèi)外溫差帶來的壓力差，使得表皮迅速裂口。燜糧過程主要以人為感官為主，評判標準為破皮率達到90%以上，糧食明顯膨脹，且無大翻花和淀粉外溢現(xiàn)象。前期實驗階段進行帶壓燜糧和常壓燜糧實驗對比，帶壓燜糧后大翻花較多，糧食淀粉外溢明顯，常壓燜糧后高粱吸水充分，無大翻花，無明顯淀粉外溢。因此燜糧工藝優(yōu)化采用常壓燜糧方式。

對不同燜糧工藝條件下，燜糧后高粱水分、破皮率和高粱感官對比得出，燜糧時間設(shè)置15～20 min較為適宜，燜糧后高粱水分含量適宜，破皮率達90%以上，無大翻花，無淀粉溢出。

表2 高粱初蒸工藝條件優(yōu)化

表3 燜糧工藝條件優(yōu)化

表4 復(fù)蒸工藝條件優(yōu)化

2.4 復(fù)蒸工藝參數(shù)

在復(fù)蒸過程中，高粱由黃紅色逐漸轉(zhuǎn)成烏紅色。糧食在浸泡時，糖化酶尚有作用，使部分淀粉變成糖。在蒸煮過程中，加熱使蛋白質(zhì)分解成氨基酸，糖和氨基酸作用發(fā)生美拉德反應(yīng)，生成氨基酸糖，使糧食顏色變深。高粱外殼含有一種花青素，經(jīng)加熱后顏色也會加深。

燜糧后，高粱的含水量已經(jīng)達到60%左右，若再進行高壓蒸煮，會導(dǎo)致高粱涎多，淀粉溢出。采用微壓長時間蒸煮，以達到高粱進一步糊化，且不會導(dǎo)致淀粉溢出。通過不同復(fù)蒸壓力的對比實驗，選定復(fù)蒸壓力為0.03～0.08 MPa。

根據(jù)以上復(fù)蒸時間的對比分析，整粒高粱的復(fù)蒸工藝為：復(fù)蒸壓力0.03～0.08 MPa，復(fù)蒸時間15～20 min，在該復(fù)蒸工藝條件下高粱疏松，不起黏，無生心，無淀粉溢出，含水適宜。

整粒高粱經(jīng)蒸煮糊化后，出甑攤晾，添加大曲，拌合均勻后入窖發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束后進行蒸餾取酒。酒樣色譜數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 酒樣色譜數(shù)據(jù)對比 (g/L)

由表5 可知，將濃香型白酒（粉碎高粱）和濃香型白酒（整粒高粱）酒樣色譜數(shù)據(jù)進行對比得到，濃香型白酒（整粒高粱）的總酸、乳酸乙酯和有機酸含量略高于濃香型白酒（粉碎高粱），其余物質(zhì)含量無明顯差異。由于采用整粒高粱為釀酒原料，導(dǎo)致糟醅間孔隙度增大，含氧量增加，發(fā)酵過程中的升溫速度略高于粉碎高粱，在色譜數(shù)據(jù)上出現(xiàn)明顯差異。酒體風(fēng)格具有濃香型白酒典型風(fēng)格特點，嘗評結(jié)果為糧香好，窖香濃郁，爽凈。

3 總結(jié)

通過以上實驗結(jié)果，確定了整粒高粱的帶壓蒸煮工藝參數(shù)：泡糧，90 ℃以上熱水淹過糧面20～30 cm，0.05～0.10 MPa 帶壓浸泡1～5 min，關(guān)閉蒸汽繼續(xù)浸泡5～10 min；初蒸，0.14 MPa 條件下初蒸5～10 min；燜糧，70 ℃熱水淹過糧面20～30 cm，燜糧時間15～20 min；復(fù)蒸，復(fù)蒸壓力0.03～0.08 MPa 條件下，復(fù)蒸15～20 min。在該蒸煮工藝條件下，整粒高粱破皮率在90%以上，無淀粉涎溢出，高粱不起團，含水量適宜，整個蒸煮過程用時低于2 h，遠遠低于傳統(tǒng)蒸煮工藝的24 h。將蒸煮后的高粱應(yīng)用于濃香型白酒的釀造，總酸、乳酸乙酯和有機酸含量略高于濃香型白酒（粉碎高粱），其余物質(zhì)含量無明顯差異?；A(chǔ)酒具有濃香型白酒的典型風(fēng)格，香氣自然協(xié)調(diào)，糧香好，窖香濃郁，爽凈。

本試驗主要針對整粒高粱的蒸煮工藝進行了優(yōu)化研究，得到了整粒高粱帶壓蒸煮工藝。不同品種、不同地域高粱（直連淀粉和支鏈含量的差異），不同的蒸煮設(shè)備（設(shè)備容積大小，進水及排水速率等）等，其蒸煮工藝應(yīng)有所差異，在實際的操作過程中，需對蒸煮工藝參數(shù)進行摸索調(diào)整，才能達到最佳的蒸煮破皮效果。后續(xù)將對濃香型白酒（整粒高粱）的發(fā)酵等工藝過程參數(shù)進行優(yōu)化研究。